摘 要:圆桥墩是一种较常用的桥梁工程下部结构形式,强度和延性是反映其抗震性能的两个重要指标。通过分析钢筋混凝土圆桥墩横截面的完整弯矩-曲率曲线、弯曲强度、曲率延性,探讨了高强混凝土对圆桥墩抗震性能的影响,给下部结构更加合理地使用高强混凝土提供一定的参考。
关键词:钢筋混凝土圆桥墩;高强混凝土;弯曲强度;曲率延性
高强混凝土由于抗压强度的优势,可以减小结构的尺寸和重量,从而可以设计出纤细和经济的结构。但是,高强混凝土也是一种比普通混凝土脆性高的材料,对使用高强混凝土所带来的可能影响是一个需要给予重视的问题,尤其是在抗震性能方面。目前,我国对于使用高强混凝土带来的影响研究依然较少,因此对于高强混凝土的使用仍然处于初步阶段。国内一些研究人员曾经做过一些钢筋混凝土构件的压弯试验。王震宇根据6根柱的试验结果讨论了轴压比、配箍率和剪跨比等参数对构件抗震性能的影响。张国军试验了3根柱在高轴压比和反复荷载下的受力性能,分析了高轴压比对滞回曲线和延性的影响。杨晓明采用6种循环加载制度,对钢筋混凝土柱的耗能等抗震性能进行了试验研究。国外也有些研究人员做过类似的试验。
圆桥墩是一种较常用的桥梁工程下部结构形式,强度和延性是其抗震性能的两个重要指标。本文在平截面假定的基础上,同时考虑混凝土、钢筋材料在大应变下的塑性特性,分析了钢筋混凝土圆桥墩横截面在大变形下的包括后峰下降阶段的完整弯矩-曲率曲线,并进一步对截面的弯曲强度、曲率延性进行了分析,从而从理论上探讨了使用高强混凝土对桥墩强度和延性所带来的影响,从而对今后使用高强混凝土给出一定的参考。
基于一个非线性数值分析方法,分析了钢筋混凝土圆桥墩横截面,得到了包括后峰下降阶段的完整弯矩-曲率曲线、弯曲强度、曲率延性等反应其抗震性能的指标。分析进入了较大的塑性变形阶段,从而考虑了混凝土材料在大应变下的塑性特性。从而探讨了使用高强混凝土给钢筋混凝土圆桥墩抗震性能可能带来的影响,主要的结论如下:
(1)在相同轴压比的情况下,钢筋混凝土圆桥墩横截面强度随着所使用混凝土等级的提高而提高;
(2)在相同轴压比的情况下,钢筋混凝土圆桥墩横截面曲率延性系数随着所使用混凝土等级的提高而降低;
(3)在相同轴压比的情况下,混凝土等级对截面中性轴的变化在前峰阶段比较微小,在后峰阶段则比较明显;
(4)一方面,使用高强混凝土可以提高截面强度,从而可以减少截面尺寸;但是,在另一方面,其所带来的延性的影响是一个需要给予一定关注的问
题,有关这方面的工作有必要做进一步深入的研究。
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